가열 할 때 금속이 팽창하면 볼트를 가열하면 어떻게 풀립니 까?

걸린 볼트를 제거하는 데 문제가있는 경우 일반적으로 볼트를 가열하는 것이 좋습니다. 그러나 가열 할 때 금속이 팽창하면 볼트가 가열되지 않아서 제거하기가 더 어려워 집니까? 볼트를 가열하면 어떻게 풀리지 않습니까?

답은 놀라 울 정도로 간단합니다. 볼트는 확장되지만 너트는 더 확장됩니다 .

여기서 일어나는 일은 오래된 열팽창입니다.

• 볼트가 가열되어 바깥쪽으로 확장되며 반경이 증가합니다.
• 너트가 가열되고 바깥쪽으로 확장되고 반경이 증가합니다.

이제 너트의 반지름이 볼트의 반지름 보다 약간 더 크므로 증가는 레스트 길이에 비례하기 때문에 너트가 조금 더 확장됩니다.

철은 ^10-5 / K 야구장 에서 열 계수 를가집니다. 이는 1K 온도가 증가 할 때마다 ^10-5의 크기가 증가한다는 것을 의미합니다 . 1m 막대의 길이는 1.00001m가됩니다.

볼트의 r = 1.5mm이고 너트의 R = 1.501mm 인 경우 온도가 500K 증가하면 어떻게됩니까? 잘:

• r = 1.5 * (1 + 500 * ^10-5 ) mm = 1.5075 mm
• R = 1.501 * (1 + 500 * ^10-5 ) mm = 1.508505 mm

보시다시피, 가열하기 전에 R-r = 1 μm이고, R-r ≈ 1.001 μm 후에. 증가했습니다!

내 숫자는 매우 거칠고 단지 예를 만들기 위해 사용되었습니다. 시작 값이 잘못되었다고 확신하지만 어쨌든 메시지를 전달하는 데 도움이되기를 바랍니다.

비밀은 제한적인 확장 입니다.

작동 방식을 설명하는 데 도움이되는 몇 가지 다이어그램이 있습니다.

^{구멍에 볼트 고정}

볼트가 가열되면 팽창합니다. 볼트의 샤프트가 구속되어 있기 때문에 구멍 내부로 확장 할 수 없습니다.

^{볼트는 녹색 화살표 방향으로 확장되지만 빨간색 화살표 방향으로는 확장 할 수 없습니다.}

볼트가 식 으면 수축합니다. 그러나 수축은 제한되지 않습니다. 이것은 볼트가 모든 방향으로 수축되어 볼트가 약간 작아 질 수 있음을 의미합니다.

^{볼트는 모든 방향으로 수축 할 수 있습니다.}

볼트가 식 으면 더 작아지고 추출하기 쉬워야합니다.

이것이 실제로 작동하는 실제적인 이유는 녹이 녹이 슬었던 강철보다 녹이 훨씬 크기 때문에 볼트가 처음에 붙어 있기 때문입니다. 다른 경우에는 열이 작동하는 이유는 볼트를 제거하기 위해 가열해야하는 나 사고 정제를 적용했기 때문입니다 (녹의 흔적이없는 경우에는 꽤나 좋습니다).

많은 형태의 녹에는 "화학적으로 결합 된 물"이 포함되어 있으며 충분히 가열되면 물을 잃게됩니다.

링에 배열 된 금속은 가열 될 때 바깥쪽으로 확장됩니다. 얇은 와이어 링이 가열되는 것을 상상해보십시오. 주로 길이를 따라 확장되어 내경과 외경이 더 커집니다. 볼트 구멍 주위의 재료에서도 마찬가지입니다.

일반적으로 볼트 자체가 아닌 주변 부품을 가열하려고합니다. 그러나 볼트가 직접 가열 되더라도 전도는 일반적으로 주변 재료를 가열하여 보어를 확장시킵니다.

그것에 대한 더 많은 과학적 정보

와셔 또는 구멍이있는 다른 금속 링 또는 디스크를 고려하십시오. 링이 가열되면 링이 확장 될 것으로 예상되고 실험에서 링이 확장되는지 확인합니다. 그러나 링의 구멍이 확장되거나 수축되거나 같은 크기로 유지됩니까?

... [T] 메이슨 병을 열려고 할 때 수행하는 작업에 대해 염두에두고 스크류 탑 금속 뚜껑이 붙어 있습니다. 숟가락으로 뚜껑을 두드 리거나 (고정 된 뚜껑의 일부를 풀어 주거나) 뜨거운 물에 뚜껑을 놓으십시오. 금속 뚜껑이 유리 용기보다 더 많이 팽창하므로 뚜껑을 벗기는 것이 더 쉽다는 것을 알고 있기 때문에 후자를 사용합니다.

그리고 금속 뚜껑이 유리 용기보다 더 많이 팽창 할 것이라고 말함으로써, 실제로 의미하는 것은 뚜껑의 구멍이 팽창한다는 것입니다.

내 경험에 따르면 얼어 붙은 볼트가 물집이 생기고 붉어지고 부드러워 질 때까지 가열하고 뜨겁고 부드러울 때 제거해야합니다. 볼트를 가열하고 식히는 것은 결코 도움이되지 않았습니다. 금속이 수축함에 따라 볼트가 탈착됩니다. 보통 느슨해지지 않습니다. 아마도 상황을 악화시킬 것입니다.

서로 붙어있는 안경을 마시는 경우에도 마찬가지입니다. 차갑고 수축은 압수의 원인입니다 .

@Vladimir Cravero (댓글을 입력하지 않으면 죄송합니다.)

나는 대답의 설명이 필요하다고 생각합니다. 너트가 "더 많이"확장되지 않고 더 커지지 만 % 증가는 동일합니다.

r = 1.5*(1+500*10-5) mm = 1.5075 mm         
R = 1.501*(1+500*10-5) mm = 1.508505 mm         

        start   after heat      increase amt    % inc
bolt    1.5     1.5075          0.0075          0.5000%
nut     1.501   1.508505        0.007505        0.5000%

난방 효과에 대한 나의 인식은 볼트와 너트 또는 블록을 확장 할뿐만 아니라 그 사이의 공간도 확장한다는 것입니다.

        start   after heat      increase amt    % inc
space   0.001   0.001005        0.0000050       0.5000%

또한 사이에 약간 더 큰 공간이있어 쉽게 제거 할 수 있습니다. :)

이 효과에 기여하는 여러 가지 요소가 있다고 생각하지만 언급되지 않은 것 같습니다. 걸린 볼트를 풀기위한 또 다른 방법은 볼트를 세게 치면 충격을받는 것입니다. 일반적으로 이것은 밸브와 같은 큰 일을하지만 근본적인 문제는 동일하다고 생각합니다. 녹 때문에, 이것이 산화물의 부서지기 쉬운 구조를 산산조각 낼 것으로 기대합니다. 또 다른 요인은 두 가지 유형의 마찰이 있다는 것입니다. 정적 마찰과 운동 마찰이 있습니다. 바닥에 무거운 (채워진) 골판지 상자를 고려하십시오. 슬라이드를 시도하면 처음에는 '고정'됩니다. 상자가 움직이기 시작하면 훨씬 쉽게 미끄러집니다. 이것은 자동차의 브레이크를 잠그는 것이 나쁜 이유와 같습니다. 고무가 미끄러지기 시작하면 마찰이 크게 줄어 듭니다.

온도는 물질 분자의 평균 운동 에너지의 측정치입니다. 즉, 분자는 절대 제로보다 따뜻한 물질에서 움직이며 빠르게 움직일수록 온도가 높아집니다. 무언가를 가열하면 운동 에너지가 시스템에 추가됩니다. 이것은 문자 그대로 볼트의 분자가 점점 더 빠르게 움직이게합니다. 고체에서, 분자는 공간에서 자유롭게 움직이지 않고 본질적으로 진동합니다. 다음 이미지는 가열시 금속 분자가 어떻게 움직이는 지 보여줍니다.

이 활기 넘치는 움직임 자체가 날카로운 노크에 의한 충격파와 동일한 효과를 낼 수 있다고 생각합니다. 볼트와 너트의 크기가 고르지 않으면 정적 마찰이 깨지거나 부서지기 쉬운 녹이 부서 질 수 있습니다. 녹슨 주철 프라이팬이 있다면 뜨거운 불에 넣어 녹이 녹는 것입니다.

열이 즉시 이동하지 않기 때문에 너트는 볼트보다 더 넓어집니다. 시간을 맞추면 사소한 것이 아닙니다. 너트 / 볼트가 아닌 베어링의 경우,이 [유도] 가열은 예를 들어이 비디오 에서 볼 수있는 것처럼 산업적으로 제거하는 방법이며, 더 많이 부착됩니다. 이 경우 베어링 링이 충분히 가열되면 제거 작업이 즉시 이루어집니다. 너트 / 볼트의 문제는 아마도 너트를 제거하기 전에 많은 열이 볼트로 전달 될 수 있다는 것입니다. 이 기술 의 실무자 로부터 인용 하면 "너트가 아닌 너트를 가열하고 싶다"는 것이다.

이 작업을 수행하는 단일 방법이 없다는 사실로 인해 문제가 더욱 악화됩니다. 이 다른 비디오 에서 볼 수 있습니다너트가 볼트보다 훨씬 희게되므로 가열하면 훨씬 더 뜨거워집니다. 잡는 것은 너트가 제거 될 때까지 더 이상 [마지막 비디오에서] 더 이상 빛나지 않기 때문에 시각적으로 그들의 온도 [차이]를 알 수 없다는 것입니다. 그러나 공기는 훨씬 더 우수한 절연체이므로 볼트가 더 많은 금속과 접촉하여 라디에이터로 작용하기 때문에 너트보다 너트가 더 빨리 냉각되는 것으로 생각됩니다. 열 화상 카메라가있는 비디오는 확실한 증거이지만 찾을 수 없었습니다. 마지막 비디오에 대한 설명에 따르면 부식에 의한 결합이 가열에 의해 느슨해 져서 사실 일 수도 있지만,이 부분에 대해서는 과학을 확인하지 않았습니다. 이 주장은 또한 이러한 결합이 냉각에 의해 즉시 회복되지 않는다고 가정합니다.

그리고 질문자 자신의 답변에 묘사 된 시나리오 : 실제로는 그렇게 작동하지 않습니다. 당신이 볼 경우 이 반 시간 비디오의 두번째 절반 의 친구는 조심스럽게 프레임 가열되어 주변의 볼트 자체를, 그리고는 "너트"큰 조각 때 성공하는 시간, 인내와 배려를 많이합니다.

아무도 볼트의 머리가 표면에서 확장되어 스레드의 장력이 느슨해 져서 꺼질 정도로 느슨하다고 아무도 대답하지 못했습니다. 때로는 녹이 슬지 않아도 볼트가 너무 빡빡합니다.

녹이나 퇴적물이 느슨해 짐을 방지하는 요인이라면, 높은 열로 인해 이물질이 열에 의해 느슨해져 느슨해져 볼트 나 부품이 쉽게 회전 할 수 있다고 생각합니다.

문짝에 페니를 넣고 닫습니다. 마찰로 인해 문이 열리기 때문에 문을 여는 것이 거의 불가능합니다. 나머지 문을 구부리면 문이 움직이지 않습니다. 녹 볼트는 본질적으로 동일한 원리입니다-산화 금속에 의해 볼트의 나사산에 형성된 많은 작은 결합은 볼트가 회전하는 것을 방지합니다.

금속의 열과 팽창은 단순히 그 결합을 깨뜨리는 역할을했습니다. 그것은 열역학이나 다른 과학적인 말도 안됩니다. 녹을 깨는 팽창하는 금속의 간단한 기계적 작용입니다.